In dieser Arbeit wurde der MoSe2-Mo-Rückkontakt von Cu(In,Ga)Se2-Solarzellen untersucht und seine Relevanz durch Experiment und Simulation bewertet. Die Untersuchung von MoSe2/Mo-Proben, wobei Mo-Schichten mit variiertem Natriumgehalt selenisiert wurden, zeigte, dass Natrium vorwiegend zur Probenoberfläche und zur MoSe2/Mo-Grenzflächen diffundiert. Ein inverser Zusammenhang zwischen der Natriummenge und der MoSe2-Schichtdicke wurde festgestellt, doch hat der Natriumgehalt kaum Einfluss auf den spezifischen Widerstand der MoSe2-Schicht. Um eine Barrierenwirkung des Rückkonktaktes zu untersuchen, wurde eine Studie des isolierten Rückkonktaktes durchgeführt. Mit IVT-Messungen wurde eine Barrie an der CIGSe/MoSe2-Grenzfläche ermittelt, wogegen die MoSe2/Mo-Grenzfläche als ohmsch eingestuft werden konnte. Aufbauend auf den experimentellen Ergebnissen wurde ein Simulationsmodell einer CIGSe Solarzelle inklusive der MoSe2-Schicht erstellt, um den Einfluss des Rückkontakts auf die Solarzelle zu untersuchen. <dt.>
In this thesis, the MoSe2-Mo back contact of Cu(In,Ga)Se2 solar cells was investigated and its impact for CIGSe solar cells was assessed. An investigation of a MoSe2/Mo samples, in which Mo layers with varied sodium supply were selenized, revealed, that the sodium mainly diffuses to the sample surface and MoSe2/Mo interface. While an inverse relation between sodium supply and the thickness of the MoSe2 layer was found, the sodium content had hardly an impact on the resistivity of the MoSe2 layers. To investigate the presence of a barrier at the back contact, a study of samples with isolated back contact structures was realized. By the means of IVT measurements, a barrier was found to be present at the CIGSe/MoSe2 interface, while the MoSe2/Mo interface could be classified to be ohmic. Based on all the experimental previous results, a simulation model of the CIGSe solar cell was set up to enable a comprehensive understanding of the impact of the back contact on the solar cell characteristics. <engl.>
Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Untersuchung von amorphem Germanium (a-Ge:H) als möglicher Infrarotabsorber in Solarzellen. Zentral ist hierbei die Frage, ob eine sinnvolle Verwendung dieses Materials trotz seiner eher ungünstigen elektronischen Eigenschaften durch eine drastische Reduktion der Absorberdicke ermöglicht werden kann. Um hierbei weiterhin effiziente Absorption zu ermöglichen, wurde die Ausnutzung von Fabry-Pérot-Resonanzen zur Verbesserung des Lichteinfangs untersucht. Grundsätzlich konnte sowohl simulativ als auch experimentell gezeigt werden, dass unter geeigneter Ausnutzung optischer Resonanzen nur etwa 10-25 nm dicke a-Ge:H-Schichten benötigt werden um ausreichend Infrarotabsorption zu erzielen. Dieser Ansatz führt aufgrund einer verbesserten Ladungsträgerextraktion zu einer Erhöhung der Zell-Effizienz. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sich dieses Prinzip auf einfache Weise auf Mehrfachsolarzellen übertragen lässt. <dt.>
This dissertation investigates the applicability of amorphous germanium (a-Ge:H) as infrared absorber in solar cells. In particular it is explored whether the negative impact of the unfavorable electronical properties of a-Ge:H can be countered by drastically reducing the absorber thickness. It is shown using simulations as well as experimental results that, when taking advantage of Faby-Pérot resonances, only 10-25 nm thick a-Ge:H films are required to obtain sufficient infrared absorption. As a result of improved charge carrier extraction, this concept enables an improvement of the solar cell efficiency compared to the state-of-the-art. Moreover, it is shown that this method can be easily applied to multijunction solar cells. <engl.>
Vorhersagen der Einspeisung aus Photovoltaik-Anlagen (PV) sind von fundamentaler Bedeutung für die Steuerung von Stromnetzen mit hohen PV-Anteilen. Regionale Kurzzeit-Vorhersagen der eingespeisten PV-Leistung für die Anwendung am Energiemarkt sind Gegenstand dieser Arbeit: Diese basieren auf Vorhersagen der Einstrahlung an Standorten repräsentativer PV-Anlagen, gewonnen aus etablierten numerischen Wetterprognosen sowie ergänzend einem Satelliten-basierten Verfahren. Die Berechnung von regionalen Prognosen erfolgt unter Berücksichtigung der räumlichen Verteilung unterschiedlich dimensionierter PV-Anlagen in Deutschland. Regionale PV-Leistungsvorhersagen werden mit aktuellen Hochrechnungen der eingespeisten PV-Leistung auf Basis von Messwerten einer Vielzahl überwachter Anlagen kombiniert. Das in dieser Arbeit entwickelte Verfahren zur Kombination der unterschiedlichen Vorhersageverfahren trägt zu einer deutlichen Steigerung der Vorhersagequalität bei. <dt.>
Forecasts of photovoltaic (PV) power feed-in are essential for energy supply systems with a high penetration of PV power. In this thesis, the focus is on short-term regional PV power forecasts for the application at the energy market. Regional PV power forecasts here are based on predictions of global horizontal irradiance at specific sites. These are derived from established numerical weather prediction models and a newly integrated satellite-based forecasting approach. Regional forecasts are derived by applying an upscaling approach based on single representative sites, considering the spatial distribution of differently sized PV power plants in Germany. PV power forecasts based on irradiance forecasts are combined with online measured PV power from a large dataset of single sites monitored. Short-term forecasts significantly improve by the combination approach developed in this thesis. <engl.>
In dieser Arbeit wird experimentell der Wärmeübertrag durch einzelne Moleküle sowie durch die Kopplung der thermischen Nahfelder zwischen Probe und Sonde untersucht. Dafür werden Messungen im Ultrahochvakuum mit dem Near-Field-Scanning-Thermal-Microscope (NSThM) durchgeführt, welches auf einem kommerziellen Rastertunnelmikroskop mit einer um ein Mikro-Thermoelement erweiterten Sonde beruht. Dessen einzigartiger Aufbau ermöglicht das Kontaktieren einzelner Oktandithiol (ODT)-Moleküle und damit die Bestimmung einer oberen Schranke für die thermische Leitfähigkeit eines ODT von 53 pW/K. Des Weiteren wird durch die Verwendung von Phasenübergangsmaterialien als Probe gezielt der Nahfeldwärmeübertrag zwischen Probe und Sonde variiert. Diese Änderung wird jedoch von dem Einfluss einer Restgaskondensationsschicht auf der Kristalloberfläche dominiert, welche den Nahfeldwärmeübertrag um einen Faktor 20 erhöht und damit alle diesbezüglich veröffentlichten Werte um eine Größenordnung übersteigt. <dt.>
In this work, the heat transfer through single molecules and via the coupling of the thermal near fields between a sample and a probe are experimentally investigated. The measurements are performed under ultrahigh vacuum conditions by means of Near-Field Scanning Thermal Microscope (NSThM), which bases on a commercial scanning tunneling microscope. The probe of the NSThM is augmented by a submicron thermocouple. Its unique structure enables contacting of individual Oktandithiol (ODT) molecules, and thus the determination of an upper limit for the thermal conductivity of an ODT of 53 pW/K. Furthermore, the resulting near-field heat flux between sample and probe is varied by the use of phase transition materials as a sample. However, this effect is dominated by the impact of a residual gas condensation layer on the sample surface. Its influence increases the measured near-field heat flux by a factor of 20, and thus exceeds the values reported in the literature by one order of magnitude. <engl.>
Die vorliegende Dissertation beschäftigt sich mit der Untersuchung von amorphem Germanium (a-Ge:H) als möglicher Infrarotabsorber in Solarzellen. Zentral ist hierbei die Frage, ob eine sinnvolle Verwendung dieses Materials trotz seiner eher ungünstigen elektronischen Eigenschaften durch eine drastische Reduktion der Absorberdicke ermöglicht werden kann. Um hierbei weiterhin effiziente Absorption zu ermöglichen, wurde die Ausnutzung von Fabry-Pérot-Resonanzen zur Verbesserung des Lichteinfangs untersucht. Grundsätzlich konnte sowohl simulativ als auch experimentell gezeigt werden, dass unter geeigneter Ausnutzung optischer Resonanzen nur etwa 10-25 nm dicke a-Ge:H-Schichten benötigt werden um ausreichend Infrarotabsorption zu erzielen. Dieser Ansatz führt aufgrund einer verbesserten Ladungsträgerextraktion zu einer Erhöhung der Zell-Effizienz. Außerdem konnte gezeigt werden, dass sich dieses Prinzip auf einfache Weise auf Mehrfachsolarzellen übertragen lässt. <dt.>
This dissertation investigates the applicability of amorphous germanium (a-Ge:H) as infrared absorber in solar cells. In particular it is explored whether the negative impact of the unfavorable electronical properties of a-Ge:H can be countered by drastically reducing the absorber thickness. It is shown using simulations as well as experimental results that, when taking advantage of Faby-Pérot resonances, only 10-25 nm thick a-Ge:H films are required to obtain sufficient infrared absorption. As a result of improved charge carrier extraction, this concept enables an improvement of the solar cell efficiency compared to the state-of-the-art. Moreover, it is shown that this method can be easily applied to multijunction solar cells. <engl.>
Sprache wird oft durch Störgeräusche (Maskierer) verdeckt, die das Verstehen eines Zielsprechers erheblich behindern können. Aber es gibt Mechanismen, die Sprachverstehen in schwierigen Hörsituationen ermöglichen. Einige davon, z.B. die frequenzübergreifende Kombination von Information oder binaurale Merkmale, werden in dieser Dissertation untersucht. Außerdem werden Maskiereigenschaften wie energetische Maskierung, Amplitudenmodulationsmaskierung und „informational masking“ diskutiert. Sprachverständlichkeit wird in komplexen Maskierern untersucht, die systematisch ihre spektro-temporalen Merkmale ändern und dabei die verschiedenen Aspekte ansprechen. Gemessene Sprachverständlichkeitsschwellen werden mit den Vorhersagen verschiedener Sprachverständlichkeitsmodelle verglichen. Da jedes Modell eine andere Analysestrategie der dargebotenen Signale hat, kann beurteilt werden, wie gut die einzelnen Modelle die gemessene Sprachverständlichkeit vorhersagen. Diese Dissertation benennt die Grenzen aktueller Modelle und bietet so eine „benchmark“ für die Weiterentwicklung von Sprachverständlichkeitsmodellen. <dt.>
Speech is usually perceived in background noise (masker) that can severely hamper its recognition. Nevertheless, there are mechanisms that enable speech recognition even in difficult listening conditions. Some of them, such as e.g., the combination of across-frequency information or binaural cues, are studied in this dissertation. Moreover, masking aspects such as energetic, amplitude modulation or informational masking are considered. Speech recognition in complex maskers is investigated that systematically vary in their spectro-temporal properties and address all aspects listed above. Outcomes of current models of speech recognition are compared to the data observed in the listening experiments. This allows to assess how well the different models account for the observed speech reception thresholds, as each model incorporates different signal analysis strategies. The studies designate the limits of the current model approaches, and thus constitute a benchmark for speech recognition models which might be useful for improving our current state of the art in modelling speech recognition. <engl.>